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约翰霍普金斯大学新闻

Quadriplegic patient uses brain signals to feed himself with two advanced prosthetic arms

30多年来,在少年时的一次事故后,罗伯特·“巴斯”·切米耶夫斯基一直四肢瘫痪,他的手和手指只有很少的活动和感觉。但就在上个月,他已经能够用大脑操纵两只假肢,还能自己吃甜点了。

Buz的成功标志着,对于那些因疾病或损伤而导致四肢和躯干部分或全部丧失活动能力的患者来说,他们在恢复功能和自主能力方面迈出了一大步。

“这太酷了,”奇米耶夫斯基说,在用自己的思想命令机械臂来切一块金色的海绵蛋糕并喂给他之后,他的成就感是显而易见的。“我希望能做得更多,”他说。

大约两年前,Chmielewski在巴尔的摩的约翰霍普金斯医院接受了10个小时的脑部手术,这是最初由国防高级研究项目署牵头的临床试验的一部分,并利用了由约翰霍普金斯应用物理实验室开发的先进义肢。其目标是让参与者控制辅助设备,并利用来自大脑的神经信号感知物理刺激(触摸肢体)。

外科医生在他的大脑两侧植入了六个电极阵列,几个月后,他首次能够通过APL公司开发的脑机接口同时控制两个假肢。

“通过将脑机接口信号与机器人和人工智能相结合,我们可以让人类专注于任务中最重要的部分。”约翰霍普金斯大学应用物理实验室

研究人员对他在第一年的测试中取得的进展印象深刻,并希望进一步推动该技术的发展。利用APL的一笔内部研究经费,该团队发起了一项名为“智能假肢”
2的平行研究项目,旨在开发一种策略,利用神经刺激,同时从双手提供先进的机器人控制和感觉反馈。该团队包括来自APL的Francesco Tenore, David Handelman, Andrew Badger, Matthew Fifer和Luke Osborn,以及来自医学院的Tessy Thomas, Robert Nickl, Nathan Crone, Gabriela Cantarero和Pablo Celnik。

他们着手开发一个融合了人工智能、机器人技术和脑机接口的闭环系统。在Chmielewski给自己吃甜点的例子中,这个系统使他能够控制用刀叉切食物的动作,然后自己吃东西。

“我们的最终目标是让活动,比如吃容易完成,让机器人做的一部分工作,离开的用户,在这种情况下蜂鸣器,负责细节:食物,削减,削减块应该多大,“Handelman解释说,一个APL高级机器人专家专门从事人机合作。“通过将脑机接口信号与机器人和人工智能相结合,我们可以让人类专注于任务中最重要的部分。”

Tenore, APL神经智能假肢的研究中,主要负责人表示,下一步工作不仅包括扩大活动的数量和类型的日常生活蜂鸣器可以证明这种形式的人机协作,但也提供额外的感官反馈他完成任务,这样他就不必依靠视觉来知道他的成功。

特诺尔说:“我们的想法是,他的体验与未受伤的人‘感觉’系鞋带的方式一样,而不需要看他们在做什么。”

在感恩节前夕的一次采访中,这个食物丰富的节日季节的传统启动反映了这项研究对行动不便的个人的意义。他说,像他这样的残疾剥夺了一个人的独立性,尤其是他们自己吃饭的能力。

“很多人认为这是理所当然的,”他说。“能够独立做这些事情,同时还能与家人互动,这是一个重大改变。”

发表在《健康,科学+技术》上

标记机器人,应用物理实验室,假肢,人工智能

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://hub.jhu.edu/2020/12/28/quadriplegic-man-feeds-himself-with-brain-controlled-prosthetic-arms/